第一篇:UC3842反激电路课程设计资料
目录
一、引言...........................................................................................................................................2 1.1设计背景.............................................................................................................................2 1.2设计基本要求.....................................................................................................................2
二、功率开关管的选择……………………………………………………………………………错误!未定义书签。
三、UC3842简介…………………………………………………………………………………..错误!未定义书签。
3.1 UC3842的结构................................................................................错误!未定义书签。3.2 UC3842的功能................................................................................错误!未定义书签。
四、变压器设计...............................................................................................................................6 4.1估算输入和输出功率.........................................................................................................6 4.2计算最小和最大输入电流.................................................................................................7 4.3计算脉冲信号最大占空比.................................................................................................8 4.4磁芯参数确定方法.............................................................................................................8
五、光耦信号传输电路……………………………………………………………………………9
5.1保护采样电路.....................................................................................................................9 5.2微机处理芯片电路.............................................................................................................9 5.3变频器的控制方式选择.....................................................................................................9
六、输出滤波电路…………………………………………………………………………………10
七、整体电路与实物.......................................................................................................................11
八、心得体会………………………………………………………………………………………1
一、引言 1.1设计背景
UC3842是开关电源用电流控制方式的脉宽调制集成电路。与电压控制方式相比在负载响应和线性调整度等方面有很多优越之处。该电路主要特点有:内含欠电压锁定电路、低启动电流(典型值为 0.12mA)、稳定的内部基准电压源、大电流推挽输出(驱动电流达 1A)、工作频率可到 500kHz、自动负反馈补偿电路、双脉冲抑制、较强的负载响应特性。电流型控制系统是电压电流双闭环系统,一个是检测输出电压的电压外环,一个是检测开关管电流且具有逐周期限流功能的电流内环,具有更好的电压调整率和负载调整率,稳定性和动态特性也得到明显改善。高频开关稳压电源由于具有效率高、体积小、重量轻等突出优点而得到了广泛应用。传统的开关电源控制电路普遍为电压型拓扑,只有输出电压单闭控制环路,系统响应慢,线性调整率精度偏低。随着PWM 技术的飞速发展产生的电流型模式拓扑很快被大家认同和广泛应用。
1.2设计基本要求
(1)设计一款72V多路输出的flyback拓扑开关电源。(2)要求: 输入电压:60-85V;
(3)输出:5V/1.5A;15V/1.2A;需与输入隔离;(3)控制芯片:UC3842;
二、功率开关管的选择
第一步是选用N沟道还是P沟道。这是设计选择正确器件的第一步。在典型的功率应用中,当一个场效应管接地,而负载连接到干线电压上时,该场效应管就构成了低压侧开关。在低压侧开关中,应采用N沟道场效应管,这是出于对关闭或导通器件所需电压的考虑。当场效应管连接到总线及负载接地时,就要用高压侧开关。通常会在这个拓扑中采用P沟道场效应管,这也是出于对电压驱动的考虑。
第二步是选择场效应管的额定电流。视电路结构而定,该额定电流应是负载在所有情况下能够承受的最大电流。与电压的情况相似,设计人员必须确保所选的场效应管能承受这个额定电流,即使在系统产生尖峰电流时。两个考虑的电流情况是连续模式和脉冲尖峰。在连续导通模式下,场效应管处于稳态,此时电流连续通过器件。脉冲尖峰是指有大量电涌(或尖峰电流)流过器件。一旦确定了这些条件下的最大电流,只需直接选择能承受这个最大电流的器件便可。
第三步:确定热要求。选择场效应管的下一步是计算系统的散热要求。设计人员必须考虑两种不同的情况,即最坏情况和真实情况。建议采用针对最坏情况的计算结果,因为这个结果提供更大的安全余量,能确保系统不会失效。在场效应管的资料表上还有一些需要注意的测量数据;比如封装器件的半导体结与环境之间的热阻,以及最大的结温。
第四步:决定开关性能。选择场效应管的最后一步是决定场效应 管的开关性能。影响开关性能的参数有很多,但最重要的是栅极/漏极、栅极/源极及漏极/源极电容。这些电容会在器件中产生开关损耗,因为在每次开关时都要对它们充电。场效应管的开关速度因此被降低,器件效率也下降。为计算开关过程中器件的总损耗,设计人员必须计算开通过程中的损耗(Eon)和关闭过程中的损耗(Eoff)。场效应管开关的总功率可用如下方程表达:Psw=(Eon+Eoff)×开关频率。而栅极电荷(Qgd)对开关性能的影响最大。
三、UC3842简介
3.1 UC3842的结构
3.2 UC3842的功能
各管脚功能简介如下: 1脚COM是内部误差放大器的输出端,通常此脚与2脚之间接有反馈网络,以确定误差放大器的增益和频响。
2脚Vfb是反馈电压输入端,此脚与内部误差放大器同向输入端的基准电压(一般为+2.5V)进行比较,产生控制电压,控制脉冲的宽度。
3脚Isen是电流传感端,在外围电路中,在功率开关管(如VMOS管)的源极串接一个小阻值的取样电阻,将脉冲变压器的电流转换成电压,此电压送入3脚,控制脉宽。此外,当电源电压异常时,功率开关管的电流增大,当取样电阻上的电压超过1V时,UC3842就停止输出,有效地保护了功率开关管。
4脚RT/CT是定时端,锯齿波振荡器外接定时电容C和定时电阻R的公共端。
5脚GND是接地。
6脚OUT是输出端,此脚为图腾柱式输出,驱动能力是±lA。这种图腾柱结构对被驱动的功率管的关断有利,因为当三极管VTl截止时,VT2导通,为功率管关断时提供了低阻抗的反向抽取电流回路,加速功率管的关断。
7脚VCC是电源。当供电电压低于 +16V时,UC3842不工作,此时耗电在1mA以下,输入电压可以通过一个大阻值电阻从高压降压获得,芯片工作后,输入电压可在+10~+30V之间波动,低于+10V停止工作。工作时耗电约为15mA,此电流可通过反馈电阻提供。
8脚Vref是基准电压输出,可输出精确的+5V基准电压,电流可达50mA。
四、变压器设计
4.1估算输入和输出功率
总的输出功率:PoUo1Io1Uo2Io2151.251.525.5W 假设效率为100%,则Pin=Po=25.5W 4.2计算最小和最大输入电流
Iin(min)Iin(max)pin25.50.3AUin(max)85pin25.50.425AUin(min)60
4.3计算脉冲信号最大占空比
DmaxUor
Uor(Uin(min)VDS)式中:Uor是二次侧反射电压。在反激式开关电源中,Uor固定不变,一般取值范围85-165V,本设计计算取Uor=110V。VDS为主开关导通时D、S间压降,典型值为10V。通过计算得到:
Dmax11068.75%
110(6010)4.4磁芯参数确定方法
4.4.1磁芯材料选择
开关电源中的高频变压器大部分采用EE或者EI型磁芯。它们的外形分别如图所示。EE型磁芯有形状简单、磁芯有效面积较大、可靠性高、热特性好、小漏感等优点,不足的是方形截面不易饶制粗线,磁屏蔽较差。本设计中使用EE磁芯,常用EE磁芯的尺寸如表所示
EI型 EE型
图3-1磁芯材料型号
图3-2EE型磁芯的规格
本文选取EE型镍锌铁氧体磁芯。4.4.2磁芯尺寸的选择
确定磁芯尺寸有两种方法,包括读表法和计算法。其中计算法又包括KG几何参数法和AP磁芯面积乘法。本次设计使用AP磁芯面积乘法。
4P51104T101xApAwAe()()10.120.114cm4 3KoKffsBWKj0.4450100.2366111其中PT为变压器的视在功率,PTPo(1)25.5(11)51
Kf为波形系数,取Kf=4。Bw为磁芯的磁感密度,取BW=2000G=0.2T。
Kj是电流密度系数。
X是常数,通常由磁芯决定,如下图表所示。
图3-3磁芯种类表
经过与表中参数对比,与之最接近的磁芯为EE22。4.4.3变压器绕组计算
(1)计算变压器原边的电感量Lp
Po[Z(1)]106Lp
KI2pkKRPfs(1RP)2其中Z是损耗分配因子。如果Z=1,所有的损耗都在次级边。如果Z=0,所有的损耗都在初级边。简单的说,Z就是次级与总的损耗的比率。如果计算没有给出Z的值,一般取作0.5。计算可得:
Lp27.511060.651.5960.659010(1)223307.58uH(2)计算初级绕组匝数
Vin(max)108100108Np133.8 34fsBmAe4901020000.41取Np1=33匝 Np2Vin(min)1084010816.6 34fsBmAe4901020000.41取Np2=17匝
(3)5V输出绕组匝数:N2Vin(min)D4078.57%4.44,实取5匝
(1D)Np(178.57%)3315V输出绕组匝数则取15匝。
五、光耦信号传输电路
电路中采用一片TOP104Y三端单片开关电源集成电路,主输出绕组电压经过二极管和电容滤波后,得到+5V电压,二极管采用MBR340T3型40V/3A肖特基二极管,另外一个+15V输出电流较小,故整流管选择SF31型50V/3A超快恢复二极管。由线性光耦CNY17-2和可调式精密并联稳压器TL431C构成光耦反馈式精密开关电源。由P6KE120型瞬态电压抑制器和UF4002型超快恢复二极管构成漏极保护电路,能够吸收尖峰电压,保护芯片内部的功率场效应管MOSFET不受损坏。
六、输出滤波电路
经典滤波的概念,是根据傅里叶分析和变换提出的一个工程概念。根据高等数学理论,任何一个满足一定条件的信号,都可以被看成是由无限个正弦波叠加而成。换句话说,就是工程信号是不同频率的正弦波线性叠加而成的,组成信号的不同频率的正弦波叫做信号的频率成分或叫做谐波成分。只允许一定频率范围内的信号成分正常通过,而阻止另一部分频率成分通过的电路,叫做经典滤波器或滤波电路。由于正激式开关电源电路拓扑通过输出滤波电感平滑了逆变器输出电流,因此需要输出整流滤波电容器滤除的交流分量仅为开关电源额定输出电流的20%以下,需要电容器的性能要求不是很高;
反激式开关电源要求输出整流滤波电容器“短路”逆变器输出电流的所有交流电流成分,因此将流过非常高的有效值电流,要求电容器具有能够承受这个电流的能力;不仅如此,为了尽可能将
所有的交流电流分量“短路”要求输出滤波电容器均由尽可能低的ESR,因此输出整流滤波电容器将需要极低ESR的“高频低阻”铝电解电容器或低ESR钽电解电容器以及陶瓷贴片电容器。选择一般的
低阻铝电解电容器实则需要更多数量的才能满性能要求。
七、整体电路与实物
八、心得体会
亲手调试这样一个开关电源,让我对书本的理论知识有了更深的理解。从最初的原理拓扑图,到最终实际电路图,以主干电路,不断进行丰富和完善,使一个正激电路逐步完善。每一次试验都是对电力电子知识的不断深入和探索,这样的经历让我印象深刻。还记得一开始一直没有调试出来,先是检查出来稳压管坏了,之后又发现变压器绕反了,这些错误虽然细小,甚至很难发现,但对一个电路的正常运行至关重要,因此需要严谨地排查错误,细心地分析每一块电路出错的地方,我相信这才是此次课程设计的目的所在。参考文献
[1]马洪涛,沙占友.开关电源制作与调试.中国电力出版社2009 [2]杨荫福。段善旭,朝泽云.电力电子装置及系统.清华大学出版社,2006 [3] 王兆安,刘进军.电力电子技术.机械工业出版社, 2008 [4] 2004
[5] [6]
开关稳压电源的原理及设计 13
2004
人民邮电出版社 2008
第二篇:反激变换器课程设计报告
电力电子课程实习报告
班级: 电气10-3班
学号: 10053303 姓名: 李 乐
目录
一、课程设计的目的
二、课程设计的要求
三、课程设计的原理
四、课程设计的思路及参数计算
五、电路的布局与布线
六、调试过程遇到的问题与解决办法
七、课程设计总结
一、课程设计的目的
(1)熟悉Power MosFET的使用;
(2)熟悉磁性材料、磁性元件及其在电力电子电路中的应用;(3)增强设计、制作和调试电力电子电路的能力。
二、课程设计的要求
本课程设计要求根据所提供的元器件设计并制作一个小功率的反击式开关电源。
电源输入电压:220V 电源输出电压电流:12V/1.5A 电路板:万用板手焊。
三、课程设计原理
1、引言
电力电子技术有三大应用领域:电力传动、电力系统和电源。在各种用电设备中,电源是核心部件之一,其性能影响着整台设备的性能。电源可以分为线性电源和开关电源两大类。
线性电源是把直流电压变换为低于输入的直流电压,其工作原理是在输入与输出之间串联一个可变电阻(功率晶体管),让功率晶体管工作在线性模式,用线性器件控制其“阻值”的大小,实现稳定的输出,电路简单,但效率低。通常用于低于10W的电路中。通常使用的7805、7815等就属于线性电源。
开关电源是让功率晶体管工作在导通和关断状态,在这两种状态中,加在功率晶体管上的伏-安乘积是很小的(在导通时,电压低,电流大;关断时,电压高,电流小),所以开关电源具有能耗小、效率高、稳压范围宽、体积小、重量轻等突出优点,在通讯设备、仪器仪表、数码影音、家用电器等电子产品中得到了广泛的应用。反激式功率变换器是开关电源中的一种,是一种应用非常广泛的开关电源。
2、基本反激变换器工作原理
基本反激变换器如图1所示。假设变压器和其他元件均为理想元器件,稳态工作下。
图1 反激变换器的原理图
电路工作过程如下:当M1导通时,它在变压器初级电感线圈中存储能量,与变压器次级相连的二极管VD处于反偏压状态,所以二极管VD截止,在变压器次级无电流流过,即没有能量传递给负载;当M1截止时,变压器次级电感线圈中的电压极性反转,使VD导通,给输出电容C充电,同时负载R上也有电流I流过。M1导通与截止的等效拓扑如图2所示。
(A)
(B)
图2 反激变换器的两种工作状态
反激变换器的工作过程大致可以看作是原边储能和副边放电两个阶段。原边电流和副边电流在这两个阶段中分别起到励磁电流的作用。如果在下一次M导通之前,副边已经将磁路的储能放光,即副边电流为零,则称变压器运行于断续电流模式(DCM),反之,则在副边还没有将磁路的储能放光,即在副边电流没有变为零之前,Q又导通,则称变压器运行于连续电流模式(CCM)。通常反激变换器多设计为断续电流模式(DCM)下。
当变换器工作在CCM下时,输出与输入电压、电流之间的关系如下:
UO=MU,gI=MgI,其中M=aDNp。, N=
N(1D)NS当变换器工作在DCM下时,上述关系仍然成立,只不过此时的增益M变为:
M=UUog2LmD=,K=
RKfs<
2 1DN
2可以看出,改变开关器件Q的占空比和变压器的匝数比就可以改变输出电压。
3、反激变换器的吸收电路: 由于在实际中反激变换器存在各种寄生参数,如变压器的漏感,开关管的源漏极电容。在这种情况下,反激变换器是不能可靠工作的。所以为了让磁通可靠复位,加了RC吸收电路。其图如下所示:
(a)
(b)图3 吸收电路
4、反激变换器的系统结构
反激式变换器的系统结构示意图如图所示。由图中可以看出,一个AC输入DC输出的反激式变换器主要由如下五个部分组成:输入电路、变压器、控制电路、输出电路和吸收电路。输入电路主要包括整流和滤波,将输入的正弦交流电压变成直流,而输出电路也是整流和滤波,是将变压器副边输出的方波电压单向输出,且减少输出电压的纹波。所以,反激变换器的关键在于变压器和控制电路的设计。这也是本次课程设计的重点。
图4 反激变换器的系统结构简图
四、课程设计的思路及参数计算
在本次实习中提供的变压器的铁芯是EE28铁氧体铁芯,其在25摄氏度的磁导率为Bmax_250.5T,铁芯的初始磁导率为2300u0。
变压器选择的相关参数包括:原副边匝数比、原边匝数、副边匝数和气隙,本次试验中用到的变压器的绕组的漆包线已经给定,无需选择。
(1)根据输入的最高直流电压和开关管Q的耐压确定原副边匝数比:
Ug=1.4U2=1.4220=308V ,UQ=600V ,=80%。
NNpsU=1.3UO1Q1.32Ug6001.3308==5.558
1.31012这是匝数比的上限值,匝比只能比这个小,不能比其大。取
NNps=5.这就求得了最大占空比,即最大导通时间。
为了保证电路工作于DCM模式,磁路储能和放电的总时间应控制在0.8T以内,所以:
TonTr0.8TonDpsmaxU1TgNUN1TrOU1NU1
psgNUNpsO10.8TNO=5110.8=0.1215,取D=0.1。
307511(2)原边匝数的计算: 根据磁芯,得到有效的导磁截面积
A,则原边匝数应保证在最大占空比时磁路仍不饱和。
e电压冲量等于磁路中磁链的变化量,取开关频率为75KHz,25°下Bmax为0.5T TUDNBAgmaxpmaxe3080.121517510630.580.91012.304,真正的原边匝数必须比这个值大,才可能让磁路不饱和。通常取2倍的上述值,则取(3)副边匝数的计算
根据上面两步的结果,很容易求出副边匝数(4)辅助绕组的计算
Np25。
Ns5。
辅助绕组计算与副边绕组的计算方法一样,由于输出10v,供电输出12v。则得到NS16(5)气隙长度的计算:
原边的峰值电流为IspUgD2PO2101.51.2175A
80%3080.1则初级电感为
Lp2POTIsp22101.51.331043.365H 10280%1.21755求出气隙长度为:AlLA0egLFer410780.910651.41031.664104m=0.16mm。43.365102300252变压器制作过程中可取三层卫生纸(每层0.05mm)作为气隙
图5 功率变压器磁路示意图
6、控制系统的设计(1)振荡器:
振荡器的频率有定时元件RT,CT决定,f1.8,我们小组的频率选为75KHZ。
RTCT初始RT=122Ω,CT取104,。(实验中有改动,改为RT=1200欧姆,CT取103)(2)电压误差放大器:
在本次实习中在输入与输出的隔离开关电源中,为了减小误差,通常采用外置电压环,即将U3845的内部误差放大器旁路掉,由外部电压环的输出通过补偿输入引脚决定电流参考。
(3)电流比较器:电流比较器的门槛值Verror有误差放大器的输出给定,当电压误差放大器显示输出电压太低时,电流的门槛值就增大,使输出到负载的能量增加,反之也一样。
电流型控制的优点是本身具有过流保护功能,电流比较器实现对电流的逐周限制,属于一种恒功率过载保护方法,即维持供给负载的恒功率。整个控制部分的原理图如下所示:
图6 UC3845控制原理示意图
几个重要器件的介绍:(1)UC3845 UC3845芯片为SO8或SO14管脚塑料表贴元件。专为低压应用设计。其欠压锁定门限为8.5v(通),7.6V(断);电流模式工作达500千赫输出开关频率;在反激式应用中最大占空比为0.5;输出静区时间从50%~70%可调;自动前馈补偿;锁存脉宽调制,用于逐周期限流;内部微调的参考源;带欠压锁定;大电流图腾柱输出;输入欠压锁定,带滞后;启动及工作电流低。
芯片管脚图及管脚功能如图1所示。
图7 UC3845芯片管脚图
1脚:输出/补偿,内部误差放大器的输出端。通常此脚与脚2之间接有反馈网络,以确定误差放大器的增益和频响。
2脚:电压反馈输入端。此脚与内部误差放大器同向输入端的基准电压(2.5 V)进行比较,调整脉宽。
3脚:电流取样输入端。
4脚:R T/CT振荡器的外接电容C和电阻R的公共端。通过一个电阻接Vref通过一个电阻接地。
5脚:接地。
6脚:图腾柱式PWM输出,驱动能力为土1A.7脚:正电源脚。
8脚:V ref,5V基准电压,输出电流可达50mA.(2)TL431 TL431是一个良好的热稳定性能的三端可调分流基准源。
外部有三极分别为:阴极(CATHODE)、阳极(ANODE)、参考端(REF)。其芯片体积小、基准电压精密可调,输出电流大等优点,所以可以用来制作多种稳压器件。
其具体功能可用图4.14的功能模块示意。由图可看出,VI是一个内部的2.5V基准源,接在运放的反相输入端。由运放特性可知,只有当REF端的电压十分接近VI时,三极管中才会有一个稳定的非饱和电流通过,而且随着REF端电压的微小变化,通过三极管,电流将从1到100mA变化。
图8 TL431的功能模块示意图
在开关电源设计中,一般输出经过TL431(可控分流基准)反馈并将误 差放大,TL431的沉流端驱动一个光耦的发光部分,而处在电源高压主边的 光耦感光部分得到的反馈电压,用来调整一个电流模式的PWM控制器的开关 电压输出。(3)PC817 PC817是一个比较常用的光电耦合器,内部结构如图4.15所示,其中脚1为 阳极,脚2为阴极,脚3为发射极,脚4为集电极。
时间,从而得到一个稳定的直流在开关电源中,当电流流过光二极管时,二极管发光感应三极管,对输出进 行精确的调整,从而控制UC3842的工作。同时PC817光电耦合器不但可起到反馈作用还可以起到隔离作用。
图4.15 PC817内部框图
7、UC3845的主要外围电路设计(1)供电
Ra13088.5299.5K,初始取Ra1=300KΩ,(后修改为Ra1250K)。3110(2)电流检测
接在功率MOSFET源极上的电流检测电阻大概值为:
URssmaxIpk0.70.5749,取Rs0.5。
1.2175在测试时,如果发现在最小输入电压下,电源无法提供满载功率,就需要减小该电阻值。(3)电压反馈控制
电压反馈环节要与输入电压和控制IC隔离,常用光隔离器进行隔离。
R15V1K,要求流过二极管的最大电流为: 5mA1mA5mA7.5mA,所以,0.8OfkaminIfmaxR2UUU7.5f101.22.50.84K,7.5mAR2UUUOkamin50101.22.50.126K,50mA取R20.5K。
u3mA0.5K1.5VR2uR3uR2uf1.51.22.7VIR3IKaIf20mA3mA17mAR3取uRIR32.7V158.8217mA
3R150。
3Uref2.5V12.5K200uA200uA 在此范围内取值,则 R610KR6R5(UoUref)R5R612102.536KUref2.5 则取
30K
五、电路的布局与布线
六、调试过程遇到的问题与解决办法
1、初次焊接成功后,取Ra1为300K欧姆,上电后稳压管两端输出8.2v,输出端没输出,怀疑是Ra1太大的缘故,于是将其改成150KΩ和100KΩ加50K电位器串联,即改成可调节的,重新上电,并缓缓调小Ra1,结果稳压管两端达到8.5v,但UC3845芯片仍旧没有工作,因此仍没有输出
2、经询问同学,怀疑可能是因为CT取得太大,影响输出频率,导致UC3845不能工作,于是缩小十倍由104变为103,为保证开关频率不变,RT相应扩大十倍,变为1200欧姆,再次上电,这次UC3845工作了,有输出了,但开关管在震动,发出嗡嗡声,上电到150V左右时保险丝烧了,撤电后检查发现开关管也烧坏了。
3、换上新的器件后,开始检查电路,发现RC滤波的电压和电容选错了,电容选的太小因为这个是大家统一的,我们选的电容太小电阻太大,修改之后再次上电,结果显示输出的发光二极管亮了一下之后就灭了,撤电再次检查发现稳压管烧坏了。
4、我们推测是因为Ra1调的太小,导致供给稳压管两端电压太大,于是换了稳压管之后并调大了Ra1,但是再次上电仍然烧了稳压管,所以感觉推测有误。
5、询问老师,原因可能是辅助绕组匝数太多,应减少,于是将辅助绕组减到4匝,结果成功了一小步,稳压管有稳定输出12v,输出稳定在15v,觉得两个电压都太大,不敢继续升高输入电压,怕烧坏稳压管。于是又一次修改变压器,将辅助绕组减到3,副边绕组也减到3,再次上电稳压管两端电压竟然升到了13v多,没敢继续升高输入,不明白为什么降低了绕组匝数反而电压上升,撤电分析原因
6、询问老师知,副边绕组降低导致占空比增大,接着导致供电输出也增大,于是将输出绕组又改为5匝,重新上电,但输出调到10v后,但UC3845不工作,这次是辅助绕组匝数太少导致供电输出太小,达不到8.5v。
7、最后将辅助绕组又增大到到5匝,上电输出稳定,但升到200v左右时,输出突然降为零,经检查,是输出绕组上的二极管被击穿。辅助绕组上的IN5822也被击穿。
8、将击穿的二极管换为耐压更强的FR307二极管,最后终于得到理想输出,而且带载成功,输出10v,1.5A.七、课程设计总结
历时两周的实习结束了,最终出来满意的结果,虽然中间经历了很多的挫折,但还是很有自豪感的。从最开始的电路图设计、参数计算,到后来的焊接,调试,修改,自己在其中受益匪浅。在这期间,我们查阅了很多资料,学习和巩固了许多的知识和技能。还有老师们对我们问题的耐心讲解,使我们对许多问题的看法更加透彻,自己表示十分感谢。
第三篇:单片机课程设计完整电路
十字路口交通灯总电路
DIG1 2位位位位位位 DIG2 2位位位位位 位 DIG3 2位位位位位位 DIG4 2位位位位位 位 D1
f e
a g d
b f ce
dp
a g d b c
D1 D2
dp
f e
a g d
b f ce
dp
a g d b c
D1 D2
dp
f e
a g d
b f ce
dp
a g d b c
D1 D2
dp
f e
a g d
b f ce
dp
a g d b c
D1 D2
dp
R1 1K R3 1K VCC
D3 D5 R5 LED R7 LED 1K R9 1K 1K D7 D9
路路路路路路 R2
D11 D6 D5 D4 D3 D2 D1 1K R4 1K VCC
D2 D4 D6 R6 LED R8 LED 1K R10 1K 1K D8 D10 D12 D6 D5 D4 D3 D2 D1
LED R11 LED 1K LED LED C1
LED R12 LED 1K LED LED DB1 1 6 2 7 3 8 4 9 5 DB9
dp g f e d c b a
dp g f e d c b a
dp g f e d c b a
10 5
10 5
10 5
dp g f e d c b a 2 9 8 3 1 4 6 7 P06 P05 P04 P03 P02 P01 P00
DIG1 DIG2
DIG1 DIG2
DIG3 DIG4
DIG3 DIG2
P06 P05 P04 P03 P02 P01 P00
P06 P05 P04 P03 P02 P01 P00
P06 P05 P04 P03 P02 P01 P00
10 5
2 9 8 3 1 4 6 7
2 9 8 3 1 4 6 7
2 9 8 3 1 4 6 7
P0(0..6)
C2 U2 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 T2/P1.0 T2EX/P1.1 P1.2 P1.3 P1.4 89c52 P1.5 P1.6 P1.7 RST RXD/P3.0 TXD/P3.1 INT0/P3.2 INT1/P3.3 T0/P3.4 T1/P3.5 WR/P3.6 RD/P3.7 XTAL2 XTAL1 GND STC89C52 GND VCC P0.0/AD0 P0.1/AD1 P0.2/AD2 P0.3/AD3 P0.4/AD4 P0.5/AD5 P0.6/AD6 P0.7/AD7 EA ALE/PROG PSEN P2.7/A15 P2.6/A14 P2.5/A13 P2.4/A12 P2.3/A11 P2.2/A10 P2.1/A9 P2.0/A8 40 39 38 37 36 35 34 33 32 31 30 29 28 27 26 25 24 23 22 21 104C4 P00 P01 P02 P03 P04 P05 P06 C5 GND 104 104 OUT IN 1 2 3 4 5 6 7 8
U1
104 16 15 14 13 12 11 10 9
MAX232
C3 104 GND
OUT IN
时 时 路 路路 路
C1+ Vcc Vs+ GND C1_ T1OUT C2+ R1IN C2_ R1OUT Vs_ T1IN T2OUT T2IN R2IN R2OUT M AX232
TXD RXD GND
SW1 VCC RET R13 1OK
+
下载电路
VCC D6 D5 D4 D3 D2 D1 P21 P20 P20 R14 100 R15 100 R16 100 R17 100
复位路路
GND C6
RET 10u CRY1 P36 P37 XTAL2 XTAL1
XTAL1
XTAL2 C7 12M C8 30p
时时 路 路
30p
Q1 NPN
GND SW2 1 2 3 4 VCC SW 1K
主主路路
D13
P21
Q2 NPN P36
Q3 NPN
P37
Q4 NPN
DIG1
DIG2
DIG3
D esgned B y 褚凯 i 电信01 电信01 0904030107
USB1 VCC 2 3 GND USB
R18 GND LED
路 电 路路
GND
位 位 位数 数 路 路
DIG4
第四篇:《模拟电路》课程设计心得体会
精选范文:《模拟电路》课程设计心得体会(共2篇)本学期我们开设了《模拟电路》与《数字电路》课,这两门学科都属于电子电路范畴,与我们的专业也都有联系,且都是理论方面的指示。正所谓“纸上谈兵终觉浅,觉知此事要躬行。”学习任何知识,仅从理论上去求知,而不去实践、探索是不够的,所以在本学期暨模电、数电刚学完之际,紧接着来一次电子电路课程设计是很及时、很必要的。这样不仅能加深我们对电子电路的任职,而且还及时、真正的做到了学以致用。这两周的课程设计,先不说其他,就天气而言,确实很艰苦。受副热带高气压影响,江南大部这两周都被高温笼罩着。人在高温下的反应是很迟钝的,简言之,就是很难静坐下来动脑子做事。天气本身炎热,加之机房里又没有电扇、空调,故在上机仿真时,真是艰熬,坐下来才一会会,就全身湿透,但是炎炎烈日挡不住我们求知、探索的欲望。通过我们不懈的努力与切实追求,终于做完了课程设计。在这次课程设计过程中,我也遇到了很多问题。比如在三角波、方波转换成正弦波时,我就弄了很长时间,先是远离不清晰,这直接导致了我无法很顺利地连接电路,然后翻阅了大量书籍,查资料,终于在书中查到了有关章节,并参考,并设计出了三角波、方波转换成正弦波的电路图。但在设计数字频率计时就不是那么一帆风顺了。我同样是查阅资料,虽找到了原理框图,但电路图却始终设计不出来,最后实在没办法,只能用数字是中来代替。在此,我深表遗憾!这次课程设计让我学到了很多,不仅是巩固了先前学的模电、数电的理论知识,而且也培养了我的动手能力,更令我的创造性思维得到拓展。希望今后类似这样课程设计、类似这样的锻炼机会能更多些![《模拟电路》课程设计心得体会(共2篇)]篇一:模拟电路课程设计心得体会
模拟电路课程设计心得体会
本学期我们开设了《模拟电路》与《数字电路》课,这两门学科都属于电子电路范畴,与我们的专业也都有联系,且都是理论方面的指示。正所谓“纸上谈兵终觉浅,觉知此事要躬行。”学习任何知识,仅从理论上去求知,而不去实践、探索是不够的,所以在本学期暨模电、数电刚学完之际,紧接着来一次电子电路课程设计是很及时、很必要的。这样不仅能加深我们对电子电路的任职,而且还及时、真正的做到了学以致用。
这两周的课程设计,先不说其他,就天气而言,确实很艰苦。受副热带高气压影响,江南大部这两周都被高温笼罩着。人在高温下的反应是很迟钝的,简言之,就是很难静坐下来动脑子做事。天气本身炎热,加之机房里又没有电扇、空调,故在上机仿真时,真是艰熬,坐下来才一会会,就全身湿透,但是炎炎烈日挡不住我们求知、探索的欲望。通过我们不懈的努力与切实追求,终于做完了课程设计。
在这次课程设计过程中,我也遇到了很多问题。比如在三角波、方波转换成正弦波时,我就弄了很长时间,先是远离不清晰,这直接导致了我无法很顺利地连接电路,然后翻阅了大量书籍,查资料(material),终于在书中查到了有关章节,并参考,并设计出了三角波、方波转换成正弦波的电路图。但在设计数字频率计时就不是那么一帆风顺了。我同样是查阅资料(material),虽找到了原理框图,但电路图却始终设计不出来,最后实在没办法,只能用数字是中来代替。在此,我深表遗憾![《模拟电路》课程设计心得体会(共2篇)] 这次课程设计让我学到了很多,不仅是巩固了先前学的模电、数电的理论知识,而且也培养了我的动手能力,更令我的创造性思维得到拓展。希望今后类似这样课程设计、类似这样的锻炼机会能更多些!篇二:郑慎课程设计心得体会
课程设计心得体会
两个学期我们分别开设了《模拟电路》与《数字电路》课,这两门学科都属于电子电路范畴,与我们的专业联系非常密切,且都是理论方面的指示。正所谓“纸上谈兵终觉浅,觉知此事要躬行。”学习任何知识,仅从理论上去求知,而不去实践、探索是不够的,所以在本学期暨数电刚学完之际,紧接着来一次电子电路课程设计是很及时、很必要的。这样不仅能加深我们对电子电路的任职,也是学以致用。这次课程设计使我了清楚的认识到了其的重要性,在以后的学习中也起着相当重要的作用。数字电子技术主要研究各种逻辑门电路、集成器件的功能及其应用,逻辑门电路组合和时序电路的分析和设计、集成芯片各脚功能.555定时器等.随着计算机技术突飞猛进地发展,用数字电子技术进行信号处理的优势也更加突出。为了充分发挥和利用数字电路在信号处理上的强大功能,我们可以先将模拟信号按比例转换成[《模拟电路》课程设计心得体会(共2篇)]数字信号,然后送到数字电路进行处理,最后再将处理结果根据需要转换为相应的模拟信号输出。这种用数字电路处理模拟信号的所谓“数字化”浪潮已经席卷了电子技术几乎所有的应用领域。技能懂得了怎样分析零件的工艺性,怎样确定工艺方案,了解了模具的基本结构,提高了计算能力,绘图能力,熟悉了规范和标准,同时各科相关的课
程都有了全面的复习,独立思考的能力也有了提高。这次课程设计也体现了这些点。
这几天的课程设计,先不说其他,就天气而言,确实很艰苦。贵阳大部这几天都被低温笼罩着。但是我小组没有放弃,通过我们不懈的努力与切实追求,终于做完了课程设计。
在这次课程设计过程中,我们也遇到了很多问题。比如在画图时,我就弄了很长时间,不知道怎么画,这直接导致了我无法很顺利地连接电路,然后翻阅了大量书籍,查资料,终于在书中查到了有关章节,这次课程设计让我学到了很多,不仅是巩固了先前学的模电、数电的理论知识,而且也培养了我的动手能力,更令我的创造性思维得到拓展。希望今后类似这样课程设计、类似这样的锻炼机会能更多些!
短短几天的课程设计结束了,回想起我在期间所付出的,所经历的,所努力的,不禁在心里烙下了深深的印记。在这次的课程设计中既检验了我所学习的知识,也培养了我如何去把握一件事情,如何去做一件事情,又如何完成一件事情。我们小组合作,并且和同学们相互探讨,相互学习,相互监督。而队友的合作更是一件快乐的事情,只有彼此都付出,彼此都努力维护才能将设计做得更加完美。
我认为我们团队的工作都很认真而且负责,团队的力量让我个人觉得自己的渺小,我想在今后的学习和工作中,我
会更加发扬团结协作的精神。就像是在设计中,只有一个人知道原理是远远不够的,必须让我们所有人都知道,才能做好这次设计。
电自08151班
郑慎
第五篇:模拟电路课程设计指导书
《模拟电路课程设计》指导书
一、模拟电路课程设计的基本任务
《模拟电路课程设计》是在“电子技术基础”课程之后,集中安排的重要实践性教学环节。学生运用所学的知识,动脑又动手,在教师指导下,结合某一专题独立地开展电子电路的设计与实验,培养和提高分析、解决实际电路问题的能力。它是高等学校电子工程类专业的学生必须进行的一种综合性训练。从课程设计的任务出发,应当通过设计工作的各个环节,达到以下教学要求:
(1)巩固和加深学生对电子电路基本知识的理解,提高他们综合运用本课程所学知识的能力。
(2)培养学生根据课题需要选学参考书籍,查阅手册、图表和文献资料的自学能力。通过独立思考,深入钻研有关问题,学会自己分析并解决问题的方法。
(3)通过电路方案的分析、论证和比较,设计计算和选取元器件,电路组装、调试和检测等环节,初步掌握简单实用电路的分析方法和工程设计方法。
(4)掌握常用的仪器、设备的正确使用方法,学会简单电路的实验调试和整机指标的测试方法,提高学生的动手能力和从事电子电路实验的基本技能。
(5)了解与课题有关的电子电路以及元器件的工程技术规范,能按设计任务书的要求,完成设计 任务,编写设计说明书,正确地反映设计与实验的成果,正确地绘制电路图等。(6)培养严肃、认真的工作作风和科学态度。通过课程设计实践,帮助学生逐步建立正确的生产 观点、经济观点和全局观点。
课程设计的任务一般是让学生设计、组装并调试一个简单的电子电路装置。需要学生综合运用“电子技术基础”课程的知识,通过调查研究、查阅资料、方案论证与选定;设计和选取电路及元器件;组装和调试电路,测试指标及分析讨论,完成设计任务。
二、课程设计的教学方法
模拟电路课程设计作为集中实践性教学环节,应着重提高学生的自学能力,独立分析、解决问题的能力和动手进行电路实验的能力。
为了培养学生自学能力,对于课上已学过的基本知识,教师不必重复讲解。只需根据设计任务提出参考书目,让学生自学就可以了。对于设计或实验中可能碰到的重点、难点,只要通过典型分析和讲解,启发学生的思路和自学的方法,以便达到举一反三的作用。设计中还要教给学生查阅资料、使用工具书的方法,让他们遇到问题时,不是立刻找老师,而是通过独立思考,查阅资料和书籍,自己寻找答案。
提高学生独立分析、解决问题的能力,必须为学生提供在设计实践中自己锻炼的机会和条件。引导学生自主学习和钻研问题,明确设计要求,找出实现要求的方法。鼓励学生开动脑筋、大胆探索,发挥主动性和创造性。在时间安排上要留有余地,保证学生有条件独立地解决设计和实验中的问题。同时,要采用经验交流、集体讨论、课题报告等形式,互相启发、集思广益。
要提高动手实验的能力,关键是启发学生把动脑和动手结合起来。安排实验不再由教师包办代替,而由学生按照需要自己拟定实验内容和操作步骤:自选仪器、设备,独立测试和记录,并对实验结果作出分析、处理。教师主要做好审查、把关的工作,并且帮助学生处理疑难问题。学生从设计、计算、选择元器件开始,直到做出合格的电路,始终由自己动手完成,有利于增长实践的能力。
强调课程设计以学生自学为主,独立完成设计任务,并不是降低教师的作用。相反,对教师的教学提出了更高的要求。教师要树立“以学生为中心’的思想,为学生做好各种服务;要熟练掌握设计中的重点、难点,发挥教师的主导作用;在教学方法上既不能包办代替,又不能撒手不管,任其自流。应注意按照学生的基础和能力的差别提出不同的要求,做到因材施教同时还要注意对学生的全面训练,教书又教人,使学生业务和思想双丰收。
三、电子电路一般设计方法
电子电路种类很多,设计方法也不尽相同,尤其是随着集成电路的迅速发展,各种专用功能的新型器件大量涌现,使电路设计工作发生了巨大的变革。原始的分立元件电路的设计方法,已渐渐被集成块直接组装所取代。所以,要求设计者应把精力从单元电路的设计与计算,转移到整体方案的设计上来,不断熟悉各种集成电路的性能、指标,根据总体要求恰当选取集成器件,合理地进行连接实验,完成总体的系统设计。
四、电子电路的一般设计过程
由于电子电路种类繁多,使得电路的设计过程和步骤也不完全相同。不过多数情况下,还是有共同的规律可遵循。一般来说,对于简单的电子电路装置的设计步骤大体如图1.1.1所示。其中包括:选定总体方案与框图;分析单元电路的功能;选择器件与参数计算;画出并设计总体电路图;电路的安装与调试;确定实际的总体电路等。下面概要介绍各个步骤的主要工作。①选定总体方案与框图
根据设计任务、指标要求和给定的条件,分析所要设计的电路应该完成的功能,并将总体功能分解成若干单项的功能,分清主次和相互的关系,形成若干单元功能块组成的总体方案。该方案可以有多个,需要通过实际的调查研究、查阅有关资料和集体讨论等方式,着重从方案能否满足要求、构成是否简单、实现是否经济可行等方面,对几个方案进行比较和论证,择优选取。对选取的方案,常用方块图的形式表示出来。注意每个方块尽可能是完成某一种功能的单元电路,尤其是关键的功能块的作用与功能一定要表达清楚。还要表示出它们各自的作用和相互之间的关系,注明信息的走向和制约关系。
②分析单元电路的功能
任何复杂的电子电路装置和设备,都是由若干具有简单功能的单元电路组成的。总体方案的每个方块,往往是由一个主要单元电路组成的,它的性能指标也比较单一。在明确每个单元电路的技术指标的前提下,要分析清楚各个单元电路的工作原理,设计出各单元电路的结构形式。要利用过去学过的或熟悉的单元电路,也要善于通过查阅资料、分析研究一些新型电路,开发利用一些新型器件。各单元电路之间要注意在外部条件、元器件使用、连接关系等方面的相互配合,尽可能减少元件的类型、电子转换和接口电路,以保证电路简单、工作可靠、经济实用。各单元电路拟定之后,应全面地检查一遍,看每个单元各自的功能是否能实现,信息是否能畅通,总体功能是否满足要求。如果存在问题,还要针对问题作局部调整。
③选择器件与多数计算
单元电路确定之后,根据其工作原理和所要实现的功能,首先要选择在性能上能满足要求的集成器件。所选集成器件最好完全满足单元电路的要求。当然在多数情况下集成器件只能完成部分功能,或者需要同其他集成器件和电子元器件组合起来组成所需的单元电路。这里需灵活运用过去学过的知识,也需要十分熟悉各种集成电路的性能和指标,注意对新型器件的开发和利用。
经常会出现这种情况,在花费了许多工夫之后仍然选不到合适的电路,或者性能指标达不到要求,或者电路太复杂实现十分困难。这就需要对总体方案作修正或改进,调整某些功能方块的分工和指标要求。可见,电路设计中有时要经过这样多次的反复修正和完善。
每个单元电路的结构、形式确定之后,需对影响技术指标和参数的元器件进行计算。这种计算有的需根据电路理论的有关公式、有的按照工程估算方法,还有的需要用经验数据。用计算方法得到的器件参数,还要按照元器件的标称值选取实用的元器件。④画出预设计总体电路图
根据单元电路的设计、计算与元器件选取的结果,画出预设计的总体电路图。总体电路图应当包括总体电路原理图和实际元器件的接线图。需要制作出实用装置的题目,还要做出印刷电路板的工艺设计。
总体电路图应按元器件国标或部标的规定以及电路图的规范画出。图中要注意信号输入和输出的流向,通常信号流向是从左至右或从上至下,各单元电路也应尽可能按此规律排列,同时要注意布局合理。
总体电路图尽可能画在一张图纸上。如果电路比较复杂,应当把主电路画在一张图纸上,而把一些比较独立或次要的单元电路画在另一张或几张图纸上,但要标明相互的连接关系。所有的连接线要“横平、竖直”,相连的交叉线要在交点上用圆点标出。电源线和地线尽可能统一,并标出电源电压数值。
总体电路图画出之后,还要进行认真的审查。检查总体电路是否满足方案的要求,单元电路是否齐备;每个单元电路的工作原理是否正确,能否实现各自的功能;各单元电路之间的连接有无问题,电平和时序是否合适;图中标注的元器件型号、管脚、参数值等是否正确等。这种审查十分重要,以防在安装、调试中损坏器件。
⑤电路的安装与调试
电路的安装与调试是完成课程设计的重要环节。它是把理论设计付诸实践,制做出符合设计要求的实际电路的过程。安装与调试为学生创造了一个动脑又动手,独立开展电路实验的机会。要求学生掌握电子电路的基本制作工艺和操作技
能,运用实验的手段检验理论设计中的问题,运用学过的知识指导电路调试和检测工作,使理论与实际有机地结合起来,提高分析解决电路实际问题的能力。课程设计的电路安装,应根据题目的要求和教学条件,可以制作出实际的电子电路装置,也可以利用实验箱完成电路。前者还需要考虑电路的布局、制作专门的印刷电路板、焊接和组装电路等,这里不再详细讨论。
由于多种实际因素的影响,原来的理论设计可能要作修改,原来选择的元器件需要调整或改变参数,有时还需要增加一些电路或器件,以保证电路能稳定地工作。因此,调试之后很可能要对前面“选择器件和参数计算”一步中所确定的方案再作修改,最后完成实际的总体电路。
⑥确定实际的总体电路
通过电路调试和技术指标的检测,达到了预期的设计要求,即可确定所要设计的总体电路,并画出实际的总体电路图。按规定还要列出所用的元器件名细表。
课程设计还要求学生对设计的全过程作出系统的总结,写出设计报告。
五、设计内容
任课教师可在下列课题中任选一题指导学生完成。
课题1 直流稳压电源 设计要求:
(1)直流输出电压调节范围:1.25~15V。(2)固定电压输出:±5V(3)
输出电流:≤1A。(4)
电网电压允许波动±15%。(5)
电源内阻ro<0.5Ω。(6)
稳压系数Sr<0.2。(7)要求有电源指示。课题2 阻容耦合单级放大器 已知条件:
Vcc=12V,RL=3K,Vi=10mV, Rs=600欧 设计要求:
Av>40,Ri>1K,Ro<3K,fL<100Hz,fH>100kHz.课题3 具有恒流源的差分放大电路的设计 已知条件:
Vcc=12V,VEE=-12V,Vid=20mV,RL=20K,Vi=10mV, Rs=600欧 设计要求:
Rid>10K,AVD>15,KCMR>50dB 实验课题4:信号发生器设计
已知条件
运放
性能指标要求
频率范围
100Hz~1kHz,1kHz~10kHz;输出电压
方波21V 方波tr<30s(1kHz,最大输出时),三角波△<2%。课题5 功率放大器 已知条件: Vcc=12V,VEE=-12V,RL=8欧,Vi=200mV 设计要求: Po≥2W,<3%(1KHz正弦波) 六、设计日程安排 第一天上午:课堂教学 4学时 第一天下午和第二天:学生查阅资料、设计方案、画设计电路图,并采购元器件。 第三、四、五天:学生安装电路、调试、故障排除。电路达到设计要求后由指导教师验收,并写出设计报告。 七、内容考核办法 本课程设计安装工艺和设计报告分开计分,成绩档次为优、良、中、合格和不合格五档。设计成功并写出设计报告者,为合格。视情况好坏,依次打出成绩。设计达到或超过要求并写出设计报告,可得优秀。